【題目】如圖所示，左側(cè)豎直墻面上固定半徑為R=0.3m的光滑半圓環(huán)，右側(cè)豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑直桿。質(zhì)量為ma=1kg的小球a套在半圓環(huán)上，質(zhì)量為mb=0.5kg的滑塊b套在直桿上，二者之間用長為l=0.4m的輕桿通過兩鉸鏈連接�，F(xiàn)將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放，使a沿圓環(huán)自由下滑，不計(jì)一切摩擦，a、b均視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g=10 m/s2。求：

（1）小球a滑到與圓心O等高的P點(diǎn)時(shí)的向心力大小；

（2）小球a從P點(diǎn)下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點(diǎn)的過程中，桿對(duì)滑塊b做的功。(結(jié)果保留一位小數(shù))

【答案】（1）20N；（2）2.4J

【解析】

（1）當(dāng)a滑到與O同高度P點(diǎn)時(shí)，a的速度v沿圓環(huán)切向向下，b的速度為零，由機(jī)械能守恒定律可得

解得小球a滑到與圓心O等高的P點(diǎn)時(shí)的速度

對(duì)小球a受力分析，在P點(diǎn)，由牛頓第二定律可得向心力大小

（2）桿與圓相切時(shí)，如圖所示，a的速度沿桿方向，設(shè)此時(shí)b的速度為vb，根據(jù)桿不可伸長和縮短，有：

va=vbcosθ

由幾何關(guān)系可得

在圖中，從P到Q，球a下降的高度h =Rcosθ，a、b系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有

對(duì)滑塊b，由動(dòng)能定理解得桿對(duì)滑塊b做的功

2.4J

答：（1）小球a滑到與圓心O等高的P點(diǎn)時(shí)的向心力大小為20N，（2）小球a從P點(diǎn)下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點(diǎn)的過程中，桿對(duì)滑塊b做的功為2.4J。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，水平放置的氣缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在之間運(yùn)動(dòng)，左面氣缸的容積為，之間的容積為，開始時(shí)活塞在處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為（為大氣壓強(qiáng)），溫度為，現(xiàn)緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體，直至溫度為。求：

（1）活塞剛離開處時(shí)的溫度；

（2）缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)；

（3）在圖乙中畫出整個(gè)過程的圖象。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三束單色光1、2和3的波長分別為λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分別用這三束光照射同一種金屬．已知用光束2照射時(shí)，恰能產(chǎn)生光電子．下列說法正確的是（　�。�

A. 用光束1照射時(shí)，不能產(chǎn)生光電子

B. 用光束3照射時(shí)，不能產(chǎn)生光電子

C. 用光束2照射時(shí)，光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多

D. 用光束2照射時(shí)，光越強(qiáng)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析，其中說法正確的是（　�。�

A.汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，汽車處于失重狀態(tài)

B.在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是利用輪緣與外軌的側(cè)壓力助火車轉(zhuǎn)彎

C.“水流星”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在最高點(diǎn)處水對(duì)碗底的壓力小于其在最低處水對(duì)碗底的壓力

D.脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由兩種不同材料拼接成的直軌道ABC，B為兩種材料的分界線，長度AB>BC。先將ABC按圖1方式搭建成傾角為θ的斜面，讓一小物塊（可看做質(zhì)點(diǎn)）從斜面頂端由靜止釋放，經(jīng)時(shí)間t小物塊滑過B點(diǎn)；然后將ABC按圖2方式搭建成傾角為θ的斜面，同樣將小物塊從斜面頂端由靜止釋放，小物塊經(jīng)相同時(shí)間t滑過B點(diǎn)。則小物塊

A. 與AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)比與BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)大

B. 兩次滑到B點(diǎn)的速率相同

C. 兩次從頂端滑到底端所用的時(shí)間相同

D. 兩次從頂端滑到底端的過程中摩擦力做功相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖示，質(zhì)量m=0.5kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=4m/s的速度從右側(cè)皮帶輪最高點(diǎn)向左滑上足夠長的水平薄傳送帶，傳送帶以v1=2m/s的速度順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0=0.2。傾角為θ=37°的固定斜面上靜置一質(zhì)量為M=2kg的薄木板，木板的長度為L=4m，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=，斜面的底端固定一垂直于斜面的擋板，木板的下端距離擋板為x=2m，木板與擋板碰撞后立即粘在一起停止運(yùn)動(dòng)。物塊離開傳送時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，并且恰好沿斜面落在木板的頂端。設(shè)物塊與木板之間、木板與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，則（重力加速度g=10m/s2）：

（1）物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過程中，傳送帶因傳送物塊多消耗的電能是多少？

（2）皮帶輪的最大半徑是多少？

（3）物塊落在木板以后，通過計(jì)算分析物塊是否會(huì)滑出木板。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光滑絕緣的水平桌面上有一帶電的小球，只在電場力的作用下沿x軸 正向運(yùn)動(dòng)，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.小球一定帶負(fù)電荷

B.x1處的電勢一定比x2處的電勢高

C.x1處的電場強(qiáng)度一定小于x2處的電場強(qiáng)度

D.小球在x1處的動(dòng)能一定比在x2處的動(dòng)能大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體A疊放在斜面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。物體B的上表面水平。下列說法正確的是（　�。�

A.物體A受到摩擦力的作用

B.物體B受到摩擦力的作用

C.斜面對(duì)物體B的作用力和物體B受到的重力大小相等

D.若物體A、B沿斜面勻速下滑，則物體A受到摩擦力的作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在平面坐標(biāo)系xOy的x軸上A、B兩點(diǎn)固定兩點(diǎn)電荷，電荷量大小分別為QA和，QB，曲線ACB是一條電場線，C、D、E是電場線上的三點(diǎn)，且C點(diǎn)的切線與x軸平行， ∠CAB=60°，∠CBA=30°，則下列說法正確的是()

A.A處點(diǎn)電荷帶負(fù)電,B處點(diǎn)電荷帶正電

B.某一正點(diǎn)電荷在D點(diǎn)所受的電場力大于在E點(diǎn)的電場力

C.

D.負(fù)點(diǎn)電荷在D點(diǎn)的電勢能大于在C點(diǎn)的電勢能

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